JPS5856112Y2 - マシニングセンタ−の自動工具交換装置用切削具取付ユニツト - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、数値制御ＮＣ工作機械の一種であるマシニン
グセンターにおける自動工具交換装置ＡＴＣ用の切削具
取付ユニットに関する。

上記マシニングセンターとは、フライス加工、ドリル加
工あるいはタップ加工等用の切削具取付はユニットを予
めマシニグセンタ一本体に付属のマガジン内に規則正し
く配列収容して１．ユニット選択信号に応じマガジンを
回転させ、且つ所望のユニットを搬出位置させ、これを
マニュピレータにて取出して加工部の所定箇所（即ち主
軸）に装着し、このユニットを回転させながら加工を行
なうもので゛、これをコンピュータに入力するテープ指
令による全自動制御で司るものを指す。

ところで、従来の切削具取付ユニットは、シャンクをユ
ニットケース内で回転自在に支承し、このシャンクの一
方の突出端にマニュピレータ用の把持部及びマシニング
センター主軸との接続部を、他方の突出端部にチャック
ユニットとの接続部を夫々形成し、ユニットケースには
ピン収容台を突設して、この収容台にそれぞれ先端が常
時外方へ突出するユニットケース固定用ピン及びシャン
ク回転阻止用ピンを内装してなるもので、主軸への当該
切削具取付ユニットの非装着姿勢ではシャンク回転阻止
用ピンの係合作用によりユニットケースとシャンクとの
相対回転を阻止してピン収容台等によりユニットケース
に偏心荷重が作用してもシャンクに対するユニットケー
スの回転を生じさせないようにしそれによって主軸に対
するユニットの装着作業を迅速且つ正確に行なえるよう
にしてあり、また切削具取付ユニット装着時にはユニッ
トケース固定用ピンを主軸周りのフレーム端面に設けら
れた保合穴に係合させると同時にシャンク回転阻止用ピ
ンの保合を解除し、それによってユニットをマシニング
センタ一本体側に固定して主軸に対するシャンクの結合
が確実且つ強固に行なえるようにしている。

しかし乍ら、この従来の切削具取付ユニットにおいては
、先ずユニットケース固定用ピン及びシャンク回転阻止
用ピンは互いに一体的に連結されて１個の共通のばねに
より一方向に付勢されており、従って双方のピンの変位
量即ち作動量は同じになる。

ところが、シャンク回転阻止用ピンの方は実際上比較的
大きい作動量を要するのに対しユニットケース固定用ピ
ンの方は若干の作動量で足りるため、上述のように双方
のピンの作動量が同一であればユニットケース固定用ピ
ンの作動量は不必要に大きくなる結果となる。

このユニットケース固定用ピンの作動量が大きいという
ことはそれだけピン収容台が容量及び重量に関し大きく
なることを意味するが、このようにピン収容台が大きく
なると主軸に対する切削具取付ユニットの安定且つ強固
な装着を行ない難くまたチャック装置との連結に支障を
来たすといった不都合を生じる。

次に問題となるのは、ユニットケース固定用ピンの係合
部と本体フレーム側の係合穴が夫々円筒状であるため、
このピン係合部を係合穴との係合が確実に行なわれ難い
ということである。

即ち、ピン係合部及び保合穴は機械加工により形成され
るものであるから多少の製作誤差を有しており、そのた
めにピンは係合穴に完全に嵌合し難く、若干のガタッキ
を伴い、従ってユニットケースにガタを生じて主軸に対
するシャンクの固定が不安定となり、切削加工精度を低
下させる要因となっていた。

本考案は上述のような従来の切削具取付ユニットにおけ
る問題点を解消することを目的としてなされたものであ
って、以下その一実施例を図面に基いて説明する。

図面において１はマシニングセンタ一本体のフレーム２
に軸受３を介して回転自在に支承された主軸で、この主
軸１の突出側端面にテーパ穴４が開設されている。

そして上記フレーム２における主軸１周り一部分には、
ピン保合台５がボルト６によって取着され、このピン保
合台５にはその突出側壁端面５ａ寄りに係合用テーパ穴
部７が穿設され、またこのテーパ穴部７と隣接してこれ
により径大のガイド穴部８が該突出側端面５ａに開口さ
れ、更にテーパ穴部７を挾んでガイド穴部８と反対側に
はテーパ穴部７の最小径と等しい径をもつ穴部９が該テ
ーパ穴部７に隣接して設けである。

１０は切削具取付ユニットで、中空円筒状ユニットケー
ス１１と、このユニツＩ・ケース１１内を同心的に貫通
していて軸受１２，１２により回転のみ自在に支承され
ているシャンク１３とを含んで構成される。

シャンク１３の一方の突出端部には径大のユニット把持
用部材１４が一体的に設けられ、この把持用部材１４に
は図外マニュピレータの爪先が入る嵌入溝１５及び係合
用の凹入部１６．１６が形成され、そして同突出端部に
おける上記把持用部材１４よりも外方には主軸１のテー
パ穴４に対応するテーパ状突子１７が形成されており、
また、シャンク１３の他方の突出端部は伝動機構３４を
介してチャック装置１Ｂに連動連結されている。

１９はユニットケース１１の外側面に突設されたピン保
持台で、このピン保持台１９にはシャンク１３と平行に
延びるピン穴２０が貫設されていて、このピン穴２０に
は、一端に前記ピン係合台５のテーパ穴部７と対応する
ようなテーパを有するテーパ端部２１が形成されたユニ
ットケース固定用ピン２２が、該テーパ端部２１をシャ
ンク１３の突子１７と同方向に突出させた状態で摺動自
在に内嵌されている。

そしてこのユニットケース固定用ピン２２は、その他端
側に穿孔された孔２３の内奥部とピン穴蓋体２４との間
に介設された第１ばね２５によってテーパ端部２１が常
時外方への突出姿勢を保持すべく付勢されている。

また上記蓋体２４とピン２２との間にばばね圧調整用ね
じロッド２６が介装しである。

２７はカラー位置規制用ピンで、上記ユニットケース固
定用ピン２２と平行に且つ該ピン２２のテーパ端部２１
突出方向と同方向に突出するようピン保持台１９に保持
固定されている。

２Ｂはユニットケース固定用ピン２２の突出端部に外嵌
合された位置決め用カラーで、ピン保持台１９と隣接す
る側の端部に突出片２９を有し、この突出片２９の先端
に凹形係合部３０を形成している。

この位置決め用カラー２８は、その突出片２９に穿孔さ
れたピン孔３１に前記カラー位置規制用ピン２７が摺動
可能に貫通されることによって定位置で回転不可に保持
されていると共に、このピン２７をガイドとして上記ユ
ニットケース固定用ピン２２の突出端部上を摺動できる
ようになっており、更にこのカラー２８はピン保持台１
９の対向端面との間に介装された第２ばね３２によって
通常時ピン２２突出端部上の所定位置（第１図の仮想線
で示される位置）に保持され、この位置において突出片
２９の凹形係合部３０がシャンク１３と一体のユニット
把持用部材１４外周面に突設された凸形保合部３３と係
合してシャンク１３の回転を阻止するようになっている
。

換言すれば、位置決め用カラー２８は第２ばね３２によ
り通常時（主軸１に対するユニット１０の非装着時）該
カラー２８側の係合部３０とシャンク１３側の係合部３
３との係合位置に突出付勢せしめられ、それによってユ
ニット１０の非装着時にはユニットケース１１とシャン
ク１３との相対回転が阻止されることになり、またユニ
ット装着時にはカラー２８の先端面２８ ａがピン保合
台５の突出側端面５ａに突き当ってその反動でカラー２
８は第２ばね３２に抗して後退し、その結果カラー２８
側の係合部３０がシャンク１３側の係合部３３から脱離
してシャンク１３は回転フリーの状態となるわけである
。

尚、第２ばね３２の弾発力は第１は゛ね２５のそれより
も小さい。

前記チャック装置１Ｂはシャンク部３５とその先端のチ
ャック本体３６とを含み、シャンク部３５は切削具取付
ユニット１０のシャンク１３に対し直角に配置されてい
て傘歯車３７．３８よりなる伝動機構３４ヲ介シ上記ユ
ニツト１０のシャンク１３に連結されている。

尚、３９はケーシングで、切削具取付ユニット１０のユ
ニットケース１１端部に一体的に取付は固定されていて
、このケーシング３９内に上記シャンク部３５が軸受４
０．４１により回転のみ自在に保持されている。

第２図に示すように主軸１にはユニット１０の把持用部
材１４に設けられた凹入部１６．１６と対応する位置に
該凹入部１６，１６に対応する形状の係合用凸出部４２
．４２が突設しである。

上記のような構成よりなる切削具取付ユニット１０はチ
ャック装置１８を有する状態でマガジン内に収納され、
この収納状態では、ユニットケース固定用ピン２２及び
位置決め用カラー２８は第１ばね２５、第２ばね３２の
作用により夫々第１図の仮想線で示すような突出姿勢に
あり、従ってカラー２Ｂ側の凹形係合部３０とシャンク
１３側の凸形保合部３３との係合により、ユニットケー
ス１１と主軸１との相対回転が阻止されている。

この状態からマニュピレータがこのユニット１０を把持
してマガジンから取り出し、主軸１側に搬送する。

この搬送途中においてもカラー側係合部３０とシャンク
側係合部３３との係合状態が保たれるので、ユニットケ
ース１１とシャンク１３との間に相対回転が生じること
はない。

それから、シャンク１３の突子１７を主軸１のテーパ穴
４に突入させると共に、ユニットケース固定用ピン２２
のテーパ端部２１をピン係合台５のテーパ穴部７に係入
させる。

そして突子１７がテーパ穴４に完全に嵌合し且つ係合用
凹入部１６．１６か゛主軸１側の係合用凸出部４２．４
２に係合するに至った状態において、ユニットケース固
定用ピン２２はこのテーパ端部２１のテーパ穴部７に対
する保合により第１ばね２５に抗して当初の突出位置か
ら１１だけ後退していてこの後退姿勢を保持した状態で
そのテーパ端部２１がテーパ穴部７に嵌合している。

またこのとき位置決め用カラー２８の先端面２８ ａが
ピン係合台５の突出側端面５ａに突き当たり、それによ
りこのカラー２８がその当初の突出位置から１２だけ後
退してこのカラー２８側の保合部３０がシャンク１３側
の係合部３３から脱離し、よってシャンク１３は回転フ
リーとなる。

こうしてユニット１０の主軸１への装着を完了した後、
主軸１に回転力を入力すると、この回転力はシャンク１
３を経て伝動機構３４からチャック装置１８のシャンク
部３５に伝達されてチャック本体３６を回転せしめるわ
けである。

また、マニュピレータによりユニット１０を主軸１から
引き出すと、この動作に伴いユニットケース固定用ピン
２２が第１ばね２５の弾発力で当初の突出位置まで突出
し、同時にカラー２８も第２ばね３２の弾発力で当初位
置に突出してカラー側保合部３０とシャンク側係合部３
３との係合位置を確保しユニットケース１１と主軸１３
との相対回転を阻止するに至る。

以上説明したように本考案の切削具取付ユニットは、ピ
ン保持台に、先端にテーパ状のテーパ端部が形成されて
いて第１ばねにより該テーパ端部が常時外方へ突出する
ユニットケース固定用ピンを内装すると共にこのピンと
平行に位置するカラー位置規制用ピンを固定し、上記ユ
ニットケース固定用ピンに上記シャンク側に設けた保合
部と係合して該シャンクの回転を阻止する保合部を有す
る位置決め用カラーを摺動可能に外嵌合すると共に、こ
のカラーに上記カラー位置規制用ピンを摺動可能に貫通
せしめ、このカラーと上記ピン保持台との間に該カラー
を上記シャンク側係合部との係合位置に保持する第２ば
ねを介装したものであって、従来のようにユニットケー
ス固定用ピンとシャンク回転阻止用ピンとを１つのばね
で作動させず、第１のばねと第２のばねの２つのは゛ね
によってユニットケース固定用ピン及び位置決め用カラ
ー（従来のシャンク回転阻止用ピンに対応するもの）を
夫々別個に作動させるようにしているので、双方のピン
に必要な作動量に応じて夫々適当なば゛ねを選ぶことか
で゛き、そのためユニットケース固定用ピンの作動量を
最小限に設定することが可能となり、その結果としてピ
ン保持台をコンパクトな構造とすることができて主軸に
対する当該ユニットの装着が安定且つ強固になると共に
チャック装置との連結に支承を来たすことがなくなる。

また一方では、位置決め用カラー側の第２ばねにはばね
圧の小さいばねを使用することが可能となるため、カラ
ー側保合部とシャンク側保合部との係合時における衝撃
を緩和できてこれら保合部の損傷を防止できる効果を有
する。

更に本考案では、ユニットケース固定用ピンの突出端を
テーパ状に形成すると共にこれに対応する主軸側フレー
ム端面の穴部をテーパ状に形成しているので、このピン
が第１ばねに付勢されてテーパ端部がテーパ穴部に楔の
ように押圧嵌入し、これらに製作誤差を有していてもガ
タッキを生じさせることなく確実にユニットケースとフ
レームとを連結することができ、したがってシャンクを
主軸に対し強固に固定できて切削加工精度の向上を期す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すもので、第１図は切削具
取付ユニット及びその関連部分の一部断面側面図、第２
図は第１図のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 １・・・主軸、２・・・フレーム、５・・・ピン係合台
、７・・・係合用テーパ穴部、１０・・・切削具取付ユ
ニット、１１・・・ユニットケース、１３・・・シャン
ク、１８・・・チャック装置、１９・・・ピン保持台、
２１・・・テーパ端部、２２・・・ユニットケース固定
用ピン、２５・・・第１ばね、２７・・・カラー位置規
制用ピン、２８・・・位置決め用カラー、３０・・・カ
ラー側保合部、３２・・・第２ばね、３３・・・シャン
ク側係合部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ユニットケース内にこのケースを貫通する状態でシャン
   クを回転可能に支承し、このシャンクの一方の突出端部
   にはマニュピレータ用の把持部ならびにマシニングセン
   ター主軸との接続部を、また他方の突出端部にはチャッ
   ク装置との接続部をそれぞれ形成し、上記ユニットケー
   スにピン保持台を突設して、このピン保持台には先端に
   テーパ状のテーパ端部が形成されていて第１ばねにより
   該テーパ端部が常時外方へ突出するユニットケース固定
   用ピンを内装すると共にこのピンと平行に位置するカラ
   ー位置規制用ピンを固定し、上記ユニットケース固定用
   ピンには上記シャンク側に設けた係合部と係合して該シ
   ャンクの回転を阻止する係合部を有する位置決め用カラ
   ーを摺動可能に外嵌合すると共に、該カラーに上記カラ
   ー位置規制用ピンを摺動可能に貫通せしめ、またこのカ
   ラーと上記ピン保持台との間には該カラーを上記シャン
   ク側保合部との係合位置に保持する第２ばねを介装し、
   更に上記主軸周りのフレーム端面に上記ユニットケース
   固定用ピンのテーパ端部に対応する保合用テーパ穴部を
   形成し、而して上記主軸に対する当該切削具取付ユニッ
   トの装着時に上記ユニットケース固定用ピンのテーパ端
   部が上記テーパ穴部に第１ばねの付勢力に抗する後退姿
   勢を保持する状態で嵌合すると共に上記カラー先端面の
   上記フレーム端面への衝突により該カラーが第２ばねの
   付勢力に抗し後退してそのカラー側保合部とシャンク側
   保合部との保合が解除されるように構成してなるマシニ
   ングセターの自動工具交換装置用切削具取付ユニット。